ヒト薬物代謝酵素を応用した化学物質の体内動態予測の基礎に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11557191
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 山崎 浩史 金沢大学, 薬学部, 助教授 (30191274)
• 研究分担者: 横井 毅 金沢大学, 薬学部, 教授 (70135226) ; 島田 典招 第一化学薬品(株), 素材技術研究所, 所長(研究職) ; 中嶋 美紀 金沢大学, 薬学部, 助手 (70266162)
• キーワード: チトクロムP450 / CYP3A4 / 組換えヒトP450 / ヒト肝ミクロゾーム / NADPH-P450還元酵素 / チトクロームb5 / 大腸菌 / テストステロン

研究概要

実験動物との種差の問題から、ヒト由来の組織、培養細胞又はヒト酵素遺伝子発現系を用いて、ヒトにおける代謝反応を明らかにすることが必要となっている。第1相の薬物代謝反応において大きな役割を果たすチトクロムP450酵素(以下CYP又はP450)を中心にいくつかのヒトの薬物代謝酵素が試薬として製造あるいは輸入販売されている。最近市販されているP450関連試薬では、P450だけでなく、NADPHからの電子伝達に必須なNADPH-P450還元酵素(NPR)を同時に発現させたいわゆる共発現系のミクロゾームが主流になっているが、各種発現系の選択とその結果の解釈に議論がなされている。我々は、ヒト肝に存在する薬物代謝型の主要分子種であるCYP3A4についてNPRとの共発現pCW'プラスミドを大腸菌に導入し、その膜画分の調製した。さらに大腸菌膜を用いたCYP3A4共発現系にさらにNPRやチトクロームb5(b5)を添加して触媒活性の至適条件を検索し、市販のリンパ芽球、バキュロウイルス発現系やヒト肝ミクロゾームのテストステロン水酸化活性と比較した。大腸菌膜共発現系のCYP3A4とNPRの発現量は培養条件によって異なり、このモル比がCYP3A4当たりの触媒活性に影響を与えた。ヒト肝ミクロゾームと同程度の触媒活性はCYP3A4:NPR:b5=1:2:1に調製した場合に認められた。B5のCYP3A4活性促進効果はb5発現大腸菌膜及び各種精製標品に認められたが、添加した精製NPRの作用にはb5とコール酸が必要であった。以上のことから、従来の精製CYP3A4再構成系での至適条件が共発現系にも適応できることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yamazaki H,et al.: "Enhancement of cytochrome P4503A4 catalytic activities by cytochrome b5 in bacterial membranes"Drug Metab Dispos. 27. 999-1004 (1999)
• [文献書誌] Nakajima M,et al.: "Azelastine N-demethylation by CYP3A4, CYP2D6, and CYP1A2 in human liver microsomes: Evaluation of approach to predict the contribution of multiple cytochrome P450s"Drug Metab Dispos. 27. 1381-1391 (1999)
• [文献書誌] Nakajima M,et al.: "Inhibitory effects of azelastine and its metabolites on drug oxidation catalyzed by human cytochrome P-450 enzymes"Drug Metab Dispos. 27. 792-797 (1999)
• [文献書誌] Nakajima M,et al.: "Isoform selective inhibition and inactivation of human cytochrome P450s by methylenedioxyphenyl compounds"Xenobiotica. 29. 1191-1202 (1999)
• [文献書誌] Yamazaki H,et al.: "Oxidation of troglitazone to a quinone-type metabolite catalyzed by cytochrome P450 2C8 and P450 3A4 in human liver microsomes"Drug Metab Dispos. 27. 1260-1266 (1999)
• [文献書誌] Shimada T,et al.: "Prediction of human microsomal oxidations of 7-ethoxycoumarin and chlozoxazone using kinetic parameters of recombinat cytochrome P450 enzymes"Drug Metab Dispos. 27. 1274-1280 (1999)